NeoFronteras

Se puede obtener alimento de la celulosa

Área: Química — lunes, 22 de abril de 2013

Un proceso permite obtener almidón a partir de desperdicios vegetales ricos en celulosa.

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P. Zhang. Fuente: Virginia Tech.

Si por algo merecería la pena vivir para siempre sería por el privilegio de no perderse lo que pase después: los grandes acontecimientos, los grandes descubrimientos científicos, quizás el viaje a las estrellas, etc. La realidad es que moriremos, nos perderemos todo eso y seremos olvidados.
Pero, por otro lado, el aspecto del mundo que se dibuja para el futuro no parece que favorezca la vida humana digna y se asemeja cada vez más a las novelas de ciencia ficción pos-apocalípticas. Aunque ese Apocalipsis no parece que vaya a ser súbito, sino que nos adentraremos en él poco a poco, casi sin darnos cuenta. De hecho ya estamos en él.
Si no hacemos nada para remediarlo, los bosques naturales y selvas desaparecerán y los arrecifes de coral quedarán borrados de unos océanos calientes, acidificados y contaminados por toda clase de sustancias tóxicas. Además cambiaremos el clima y desaparecerán los glaciares. Todo ello provocará la extinción de la mayoría de las especies que pueblan este planeta en una sexta gran extinción masiva.
Pero encima seremos cada vez más humanos que pretenderemos consumir cada vez más. ¿Qué podremos comer en ese futuro? Como la alternativa del Soylent Green no parece termodinámicamente posible, tendremos que volvernos todos vegetarianos o, como máximo, comeremos insectos, larvas y gusanos. ¿Qué otras cosas podremos comer? ¿Qué tal un pan hecho de madera?
Un grupo de investigadores de Virginia Tech ha conseguido transformar la celulosa, que es un compuesto que está en los tallos de las plantas (también en la famosa fibra) y en la madera, en almidón. Esto proporcionaría una fuente de nutrientes para los humanos a partir de plantas que normalmente son inservibles como alimento. Por tanto, este descubrimiento podría reducir el uso de fertilizantes y pesticidas y a la vez producir más alimentos para los humanos.
Algunas bacterias pueden procesar la celulosa, pero no los animales superiores. Las vacas y otros herbívoros se aprovechan de la acción de esas bacterias en su tracto digestivo para conseguir extraer energía de la celulosa de las plantas que ingieren.
Y.H. Percival Zhang y su equipo se encaminaron en este proyecto cuando se dieron cuenta de que una población humana de 9000 millones para el año 2050 será difícil de alimentar. Zhang recuerda que la seguridad en el acceso a la comida ha sido clave en los últimos 5000 años de la historia China. Así por ejemplo, las hambrunas provocaron rebeliones que terminaron con la dinastía Tang en el siglo IX y con la dinastía Ming en en el siglo XVII.
El almidón es una parte importante de la dieta humana y proporciona entre el 20 y el 40 por ciento de nuestra ingesta calórica diaria. Por otro lado, la celulosa está presente en muchos productos vegetales, pues proporciona el sostén mecánico a las células de las plantas. Por cada tonelada de cereal cosechado se obtienen normalmente 2 o 3 toneladas de desperdicios ricos en celulosa que normalmente no se aprovechan para su uso humano.
El tipo de almidón que se produce con este procedimiento es, en concreto, amilosa, que puede ser descompuesto por los procesos digestivos y es una buena fuente de fibra. Se ha demostrado que su consumo reduce el riesgo de obesidad y diabetes.
Además puede ser usado para la fabricación de películas, envases biodegradables y como almacenamiento de hidrógeno de alta densidad.
Para conseguir esto los investigadores usan una serie de enzimas que van rompiendo los enlaces de las largas cadenas de celulosa hasta conseguir amilosa. Extrajeron genes de bacterias, de hongos del suelo y de patatas. Luego los genes fueron introducidos en E. coli para producir las enzimas.
Denominan al método de producción de amilosa “biotransformación enzimática y fermentación microbiana simultanea”.
El proceso respeta el medio ambiente, se puede implementar fácilmente, no requiere equipos caros, producto químicos agresivos y no genera desperdicios. La clave está en el uso de nanopartículas magnéticas para inmovilizar las enzimas, que se pueden inmovilizar del resto gracias a la aplicación de un campo magnético.
A partir de celulosa no comestible se consigue una conversión con un 30% de eficacia. El subproducto es glucosa que puede ser aprovechada para producir etanol. Se pueden emplear como material de partida, por ejemplo, los restos de la planta del maíz una vez que se ha obtenido el grano. Sin embargo, para usar madera habría que buscar un método para eliminar (o procesar) la lignina que contiene.
Los investigadores probaron el producto final por ellos mismos. “No tiene sabor al principio. Después de masticar por un tiempo tiene un sabor ligeramente dulce”, dice Zhang. Estiman que en unos 5 o 10 años el proceso sea fácilmente comercializable y que se pueda producir, a partir de unos 200 kilos de celulosa, 20 kilos de almidón por 40 dólares. Esto es suficiente como para alimentar a una persona durante 80 días.
¿De qué desea el lector el pan para el bocadillo de grillos fritos y lombrices rebozadas? ¿De pino, de paja de trigo o de tallo de maíz?

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Fuentes y referencias:
Nota de prensa.
Artículo original.

Salvo que se exprese lo contrario esta obra está bajo una licencia Creative Commons.
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20 Comentarios

  1. Miguel Ángel:

    -Según tengo entendido, el 50% de las plantas silvestres son comestibles. En caso de tener que recurrir a ellas lo mejor sería conocerlas, pero existe un método empírico alternativo: primero se huele la planta (olores desagradables pueden indicar la presencia de tóxicos). Si no huele mal, se mastica un pedacito sin tragarlo y se espera una hora (si el sabor es muy desagradable, aparecen vómitos, inflamación o prurito en boca y lengua, la planta seguramente no sea comestible). Superada esta fase, se ingiere una pequeña cantidad y se espera a hacer la digestión a ver si aparece alguna reacción adversa, vómitos o diarrea…en caso negativo podemos estimar que la planta es comestible.

    -Einstein era un gran defensor de la dieta vegetariana para la humanidad del futuro, se basaba en sus efectos saludables y en su buen rendimiento termodinámico (no olvidemos que cuando consumimos carne se están desperdiciando muchas calorias que el animal en cuestión utilizará para mantener sus funciones vitales y que no se convertirán en carne aprovechable).

    -Si la población sigue aumentando, acabará por no haber tampoco celulosa suficiente.

  2. Miguel Ángel:

    Los insectos son un alimento sumamente saludable, ricos en proteínas y con poca grasa. El único inconveniente son nuestros prejucios, pero visto desde la objetividad ¿no hay muchos más motivos para considerar repulsiva a una ostra o una almeja?.

    Personalmente he probado los saltamontes mexicanos (chapulín colorao), de los que sin duda podrá hablarnos el amigo Juan Manuel, tienen un sabor salado no desagradable. Estoy deseando probar los gusanos del bambú y las hormiagas culonas australianas que dicen que tienen un dulzor exquisito.

    Para los que no se atrevan les comentaría que se ahorren las náuseas: aunque no seamos conscientes, durante nuestra vida consumimos unos 20 kg de insecto ocultos en el pan y otros vegetales.

  3. NeoFronteras:

    Eso de los insectos ya lo describe Marvin Harris. Básicamente se cumple la ley de optimización de forrajeo. Si se recurre a los insectos (y a la tasa de energía proporcionada partido por energía necesaria para obtener el alimento es por tanto pequeña) es porque el ecosistema está tan explotado que ya no queda casi nada más.

  4. Juan Manuel:

    En efecto, siempre apreciado Miguel Ángel:
    Los insectos han formado parte importante de la alimentación del habitante prehispánico de los cuales existe gran variedad disponible, pero algunas de ellas no abundan y requiere ciertos conocimientos del terreno para dar con sus nidos (en cuanto al consumo artesanal), ya modernamente hay producción comercial de los más requeridos y bajo normas de higiene, debido a la promoción y demanda de ciertos sectores, como el turístico, ahí ciertas variedades llegan a elevar mucho su precio debido a su exquisito sabor como el gusano de maguey, así como el gusano rojo o ahuatle, conocido como caviar mexicano.

    Muy acertada tu descripción del sabor del saltamontes colorado el que por cierto proviene mayormente del estado de Oaxaca y del cual te obsequio esta foto de su comercialización popular
    http://www.quesabesde.com/camdig/noticias/postales_Mexico3_12g.jpg
    Los antiguos mexicanos, prehispanicos claro, llegaron a consumir cerca de cien especies de insectos.
    Quisiera compartirte que en los días de la gran tenochtitlan ya se consumían chinches de agua, y la hormiga mielera la cual después de recolectarse y molerse se ponian en agua a reposar unos días, una vez fermentadas formaban algo que se llamó “hidromiel sagrada”, a la que eran adictos aztecas y toltecas, claro, como no se iban a hacer adictos!

    Pero hay algo también interesante sobre los insectos, es de actualidad y espero te sirva como médico, aunque lo más seguro es que ya lo sepas, porque además no es algo nuevo, pero viene a cuento.
    http://www.higieneambiental.com/control-de-plagas/las-cucarachas-una-posible-fuente-de-nuevos-antibioticos

    Buen Provecho! Ah! y Felicidades a ti y a tu esposa por esa pequeña hija que nos haz compartido de su llegada hace no tantos meses; que la pequeña sea siempre muy felíz el resto de sus días.

  5. Nemo:

    Ciertas hormigas ya tienen pulgones estabulados a los que “ordeñan” azúcares; les alimentan con forraje fresco.
    Pero para transformar celulosa en proteínas lo más eficiente parecen ser las termitas; son especialistas en comer madera, y si se les deja también papel, y les da igual ensayo científico que ficción. Nosotros somos más selectivos, por eso me extrañan mucho esas cifras del artículo: “producir, a partir de unos 200 kilos de celulosa, 20 kilos de almidón por 40 dólares”. Aunque fueran 4 dólares, sería mucho más caro que la harina de trigo de alta calidad. O hay error, o el proceso parece ser muy antieconómico, y en ese grado ello siempre indica una ineficiencia material grave.
    Para acabar: puede ser muy sano y eficiente -ahora- ser vegetariano, pero si nuestros antepasados no hubieran buscado la carne con muchas ganas, seguiríamos triscando por las sabanas africanas.

  6. Miguel Ángel:

    Queridos amigos:

    Nuevamente quiero felicitaros por vuestros comentarios que me hacen reafirmarme en la idea de que este tipo de actividad (compartir conocimiento) es mucho más que un placer. Otras actividades placenteras como comerse un helado producen una satisfacción efímera que sólo se mantiene mientras dura el helado, pero las actividades que implican colaboración producen una dicha mucho más duradera.
    Además ya hemos comentado con anterioridad que es uno de los rasgos que nos distinguen de los otros primates: una cría de chimpancé aprende a partir nueces con una piedra cuando observa a su madre haciéndolo, pero la madre no está pendiente de si la cría presta atención o no.

    Por orden, me dirijo en primer lugar a Neo para agradecerle su oportuna referencia a Marvin Harris.

    También a mi amigo Juan Manuel: he disfrutado con tu valiosa información sobre insectos y culturas precolombinas. Sobre los antibióticos del sistema nervioso de las cucarachas comentar que las bacterias que citan nos traen de cabeza porque la mayoría de los antibióticos convencionales no les hacen ni “fú”. Tenía conocimiento del caso por una noticia de Neofronteras que se acompaña de otro interesante ramillete de comentarios: http://neofronteras.com/?p=3241
    Como curiosidad acerca de la gastronomía mexicana, que ya te he comentado que me gusta, te contaré el caso de mi hermana que estuvo hace unos años colaborando con una ONG: decidió hacerse la valiente y pedir uno de esos pimientos o chiles que son más picantes que los Jalapeños y tras inyectársele los ojos en sangre y beberse un litro de agua, el camarero se acercó y le dijo con au acento mexicano: “pues arriba pican, pero por abajo repican”, ja, ja.
    Quiero agradecerte especialmente tus buenos deseos para mi hija, la única que seguramente tendré por aquello de que estoy comprometido en evitar la superpoblación.

    Por último, es interesante el comentario de Nemo: es muy posible que el hehco de ser cazadores haya contribuído decisivamente a que tengamos un cerebro tan complejo.

    Abrazos para todos

  7. NeoFronteras:

    Pues la cifras que aparecen provienen de una nota Scientific American. A esos precios sale por 0,5 dólares por día y por persona. Que, según el país, tampoco parece tan barato.

    Sobre las termitas, su habilidad depende de las bacterias simbióticas que viven en su aparato digestivo. Algunas bacterias nos matan, pero no podríamos vivir sin la mayoría de ellas.

    Sobre el asunto de la caza, probablemente nuestra capacidad de cooperación y sentido de justicia venga de ella, por muy paradójico que parezca. En el juego del ultimatum los cazadores de Papua Nueva guinea ofrecen más que los agricultores de las regiones remotas de Perú.

  8. Nemo:

    La harina de trigo para pan se vende en España, al por mayor y a disponibilidad, a unos 300 euros la Tn, o sea unos 0,39 USD el kilo. En USA, primer productor, puede estar fácilmente, bajo contratos de suministro regular o antes de cosecha, por debajo de 25 centavos. Así que un coste de 2 USD por kilo, más la materia prima (10 kg de celulosa), más tratar o deshacerse de un residuo del 90%, más algo de transporte y almacenaje en silo, nos dan un coste inasumible frente a la producción tradicional, que aun puede incrementarse a voluntad en una buena proporción. Sin contar que hay otros cereales y equivalentes bastante más baratos. La investigación básica y aplicada es meritoria y esencial para el progreso, pero no siempre es de aplicación directa al consumo; no debe evaluarse de ese modo.

  9. Nemo:

    Gracias Neo por recordar las bacterias de las termitas.
    Pero mejor no dar ideas …

  10. Miguel Ángel:

    Pues sí, parece muy probable que la caza desarrollase un papel fundamental en el desarrollo del sentido de la justicia y la cooperación.
    Pero no sólo la caza, se cree que nuestra especie también se fué habituando al civismo al usar el fuego para cocinar los alimentos, lo cual obliga a esperar un rato a que la comida esté lista poniendo a prueba la impulsividad de nuestros ancestros. Una escena semejante con nuestros parientes más próximo, los chimpancés, estaría plagada de peleas e intentos por avalanzarse hacia el alimento aunque acabe de ponerse al fuego. pero en los humanos al final se tuvo que imponer la paciencia unida a un reparto “justo”.
    Tampoco está de más recordar que la caza obliga al cerebro a desorrollar una gran destreza, intuición, anticiparse a lo que va a hacer la presa, aprender de los éxitos y fracasos…si no damos cuenta, la mayoría de los animales que consideramos más inteligentes son carnívoros u omnívoros.

    Por último comentar que ayer por la tarde ví un documental de la 2 en el que decían que las orcas son el único animal que fomenta el aprendizaje forzoso de sus crías obligándolas a acercarse a la costa hasta encallarse para que aprendan después a cimbrearse hasta lograr volver a las profundidades (algo que pueden tardar en aprender correctamente unos 6 años): decían en el reportaje “con ésto, se derriba la última barrera entre humanos y animales en cuanto a la transmisión de la cultura”.

  11. tomás:

    Bien, estoy muy feliz de que se inicie una nueva alimentación revolucionaria. Por lo visto pronto podremos comer madera. Ya se me hace la boca agua con unos muebles viejos que guardaré a tal fin. La celulosa está prácticamente resuelta; la lignina en el punto de mira y yo doy la idea de que se estudie el granito, el basalto, etc., aunque no se me ocurre qué bacterias puedan ayudar al milagro de transformar esos materiales en azúcares asimilables.
    Muy buena la anécdota de “por arriba pican y por abajo repican”. A mi se me quedó toda la boca insensible en el mismo lance.
    Abrazos.

  12. chizon:

    “PURAS TONTERAS”

    lA celulosa solo producira azucares y almidon. Actualmente no hay falta de calorias. Quiza si su distribucion. Otros nutrientes si son limitantes

  13. Miguel Ángel:

    Pues es verdad, “tomás”, yo también estoy salivando pensando en esas delicatessen.

  14. NeoFronteras:

    Independientemente del logro científico o sobre su rentabilidad, lo preocupante es que se planee la necesidad de algo así. ¿Realmente merece la pena ser más si es a cambio de destruir el mundo y toda la Naturaleza y terminar comiendo todo tipo de porquería procesada? ¿Qué clase de vida nos espera?
    Sólo consideración de terminar comiendo deshechos vegetales procesados es infame, no por el hecho en sí, sino por lo que implica.
    Además, no se puede mantener un crecimiento exponencial ilimitado en un planeta finito, cuanto más se retrasen las medidas sensatas peor será la caída. Es como las burbujas económicas: mejor que exploten lo antes posible.

  15. Miguel Ángel:

    ¿Pero está aumentando exponencialmente? Por aquí tengo una página en la que dicen sólo está aumentando 80 millones por año y es de una web prestigiosa. http://nationalgeographic.es/medio-ambiente/superpoblacin
    La verdad es que me ha dejado un poco confuso porque estaba en la idea de que sólo en la India ya se produce un incremento anual del orden de esos 80 millones.

    En cualquier caso, ya somos más de los que deberíamos ser, así que estoy de acuerdo con las conclusiones de Neo

  16. tomás:

    Querido amigo Miguel Ángel:
    Es muy posible que tengas razón, al menos en cuanto al total porque, según http://es.wikipedia.org/wiki/Población_mundial, entre 2010 y 2011 se incrementó la población en casi 146 millones, que se acerca al doble de esos 80 millones que mencionas. De todas formas no sé como en algunos cálculos tan sencillos se equivoca un artículo tan prolijo y bien documentado. Por ejemplo 3’08% y 2’54%, incrementos entre 2010 y 2011, deberían ser un solo dato que no es uno ni otro, sino 2’13%, y así sucede en los pocos anteriores que he mirado. Una cifra de 72’5 mill. de media cada año se dio entre 2008 y 2010. Así que si nos fijamos en esto, es fácil que tenga razón tu National Geographic.
    De todas formas, como dices. somos demasiados.
    Un abrazo.

  17. NeoFronteras:

    Si la población, la economía o los ahorros del banco crecen a un porcentaje anual de, por ejemplo 1,2%, eso significa que el crecimiento es exponencial. Todo interés compuesto es exponencial, aunque la base (no hace falta que sea e) sea pequeña. El monto final F conseguido a partir del inicial I a un interés r al cabo de n años es: F=I(1+r)^n.
    En el caso de la población hay que corregir esa expresión (para bacterias es válida) porque la gente no vive eternamente. Al final se puede llegar a los conejitos de Fibonacci y otras ecuaciones de recurrencia similares.
    Esto es para el caso discreto. Si queremos pasar al continuo siempre se puede plantear la correspondiente ecuación diferencial en derivadas ordinarias cuya solución seguirá siendo exponencial.

  18. Juan Manuel:

    Pues amigos tomás y Miguel Angel (por cierto, lo siento por tu hermana Miguel Angel)este ha de ser el causante de tal picor: chile habanero, de un suave y exquisito sabor es el más picoso de estas latitudes y solo superado por un pimiento oriental, el Bhut Jolokia. El habanero es cultivado mayormente en la península de Yucatán.
    http://www.cyd.conacyt.gob.mx/195/Articulos/Chilehabanero/popups/Imagen1.html

    Al hilo:
    Tal vez el aumento poblacional como tal no sería tan grave si estuviesemos mejor repartidos, pero nos multiplicamos a mayor velocidad en los núcleos poblados que tienen pujanza económica y esto junto con la migración internacional y la del campo o poblados pequeños hacia la ciudad “en busca del éxito” ha originado las grandes megalópolis del mundo cuyo talón de aquiles es: no ser autosuficientes; todo material de subsistencia ahí, viene de fuera, pero ese exterior productivo está siendo agotado cada vez más conforme crecen estas insaciables concentraciones humanas, estamos a la víspera de límites peligrosos, ojalá subsistiésemos de puro almidón, por desgracia requerimos de una diversidad de nutrientes que si no recibimos regularmente nos vamos a ir prácticamente desmoronando, al igual que nuestras “gloriosas” ciudades. Pero no perdamos la esperanza, tal vez requerimos algo de presión para tomar las grandes decisiones que podrán llevarnos a un futuro exitoso.

    Los invito a dar un paseo por aquí:
    http://www.portalplanetasedna.com.ar/ciudades.htm

    Saludos a todos.

  19. Miguel Ángel:

    Queridos Neo, tomás y Juan Manuel:

    Muchas gracias por vuestras aclaraciones. Abrazos.

  20. tomás:

    Muy ilustrado Jan Manuel:
    Pues no sabía del Burj ese. ¡Caramba! No me extraña que, seguramente previendo tanta exageración, dios se cabreara tanto y confundiera las lenguas en Babel.

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